ATEX-Drehschieber-Kompressoren

Wenn entzündliche Gase um 0,5 bis 10 bar verdichtet werden sollen, kommen ölgeschmierte ATEX-Drehschieber-Kompressoren zum Einsatz. Wir bieten diese Geräte für Volumenströme von 30 bis 6.000 m³/h an. Kleinere Förder-Volumenströme bis hinab auf 0 m3/h sind immer möglich, in dem über eine Umlaufleitung mit Regelventil und Kühlung ein Teilstrom des Gases vom Ausgang auf den Eingang zurückgeführt wird.

Die dafür benötigten Leistungen liegen im Bereich zwischen 1,5 und 340 kW. Die Kompressoren sind nach Wunsch für die Ex-Zone 1 oder 2 geeignet.

Abb. 1: Innenansicht eines luftgekühlten Drehschieber-Kompressors. Die schwarzgrauen Schieber stecken im Rotor.

 

Typische Anwendungen:

- Biogas-Einpressung zur pneumatischen Durchmischung des Gärsubstrates (anstatt eines mechanischen Rührwerks),
- Erzeugung von Biomethan,
- Transport von Biogas über kilometerlange Rohrleitungen,
- Versorgung von Motoren,
- Versorgung von Erdgas-Brennern,
- Absaugen und Verdichten von Erdöl-Begleitgas aus Fördersonden,
- industrielle Prozesse.

Dünnflüssige Gärsubstrate können durch das Einblasen von Biogas auf den Fermenterboden effektiv pneumatisch durchmischt werden. Das Verfahren ist sehr wartungsfreundlich, da der Kompressor, im Gegensatz zu Rührwerken, außerhalb des Fermenters steht. Inzwischen sind mehr als 700 Biogas-Kompressoren für diesen Zweck in Betrieb. Seit über 30 Jahren werden diese Kompressoren für Biogas eingesetzt.

Neben Biogas können diverse Industriegase verdichtet werden: Erdgas, Butan, Methan, Propan, Ethen, Kohlendioxid, Ammoniak, wasserstoffhaltige Gasgemische (bis 30-40 Vol.-% H2, Explosionsgruppe IIB) und andere.

Die Verdichter sind für einen Betrieb von 24 Stunden pro Tag konstruiert.

 

Ölschmierung und Korrosionsschutz

Die Kompresssoren werden mit Frisch-Öl geschmiert. Das verdichtete Gas enthält deshalb geringe Mengen Öl. Der Ölverbrauch bei 150 m³/h und 0,8 bar liegt beispielsweise bei 40 g pro Stunde. Als Zubehör bieten wir Ölabscheider an, die die Ölmenge im Gas auf wenige ppm reduzieren können.

Die Schieber verteilen im Betrieb das Öl als Schutzfilm im Verdichter, so dass auch korrosive Gase verdichtet werden können. Der Korrosionsschutz der Ölschmierung ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber ölfreien Verdichtern aus Gussstahl.

 

Funktionsprinzip

In Drehschieber-Kompressoren dreht sich ein exzentrisch gelagerter Rotor schnell in einem Stator-Gehäuse. Der Rotor hat Schlitze, in denen freibewegliche Platten aus faserverstärktem Kunststoff stecken, die sogenannten Schieber. Die Fliehkraft presst die Schieber stets gegen die innere Wand des Stators. Dadurch entstehen abgedichtete Hohlräume, deren Volumina sich im Laufe einer Drehung stark verändern. Wenn das Volumen wächst hat dies eine saugende Wirkung. An dieser Position ist der Saugstutzen der Pumpe angebracht. Bei weiterer Drehung schrumpft das Volumen wieder und das Gas im Hohlraum wird zusammengepresst. Hier befindet sich der Druckstutzen der Pumpe, aus dem das verdichtete Gas ausgestoßen wird.

Abb. 2: Prinzip der Drehschieber-Verdichtung

 

Die Drehschieber-Kompressoren sind gekennzeichnet durch:
- einfache und kostengünstige Wartung,
- lange Lebensdauer der Schieber (ca. 8.000 - 15.000 Stunden, je nach Gas, Zustand von außen kontrollierbar),
- hohen Wirkungsgrad, der auch während des langen Betriebs aufrecht erhalten wird, da die Abnutzung des Stators durch die frei beweglichen Schieber kompensiert wird,
- pulsationsfreie Förderung (erspart bei vielen Anwendungen einen Gasspeicher),
- die Geräte sind kompakt, ausgewuchtet und nahezu vibrationsfrei,
- sie sind leiser als viele andere Kompressoren und können zusätzlich mit einer Schallschutzhaube ausgerüstet werden.

 

Kühlung

Durch die Verdichtung des Gases entsteht Wärme. Die kleineren Kompressoren werden luftgekühlt, die größeren verfügen über eine Wasserkühlung. Das ausgestossene verdichtete Gas ist erwärmt. Als Zubehör bieten wir Gaskühler an.

 

Luftgekühlte Kompressoren

Tab. 1: Kenndaten der einstufigen luftgekühlten Kompressoren für Biogas für den Ansaugzustand: 1,14 kg/m3, 35 °C, 1033 mbar,
Drehzahl 1.450 min-1, Leistung = aufgenommene Wellenleistung,
Druck-Angabe: Überdruck am Ausgang
Volumenstrom-Angabe: im Ansaugzustand

Typ	0,5 bar		1 bar		1,5 bar		2 bar		2,5 bar
	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)
RF4	34	1,3	30	1,6	28	1,7	25	2,2
RF6	53	1,9	49	2,5	45	2,9	41	3,5
RF9	83	2,4	78	3,3	73	3,9	68	4,6
RF12	104	3,1	99	4,2	94	5,1	89	5,9
RFL15	124	4	118	5,2	112	6,2	105	7,2	98	7,9
RFL20	174	4,9	166	6,7	158	8,4	149	9,7	141	11,5
RFL25	218	5,7	208	8,2	198	10,6	188	12,2	176	14,2
RFL30	273	7,2	262	10	250	12,7	236	14,9	220	18
RFL40	385	10,4	365	14,4	345	13,7	323	20,4	300	19,7
RFL50	465	12,2	440	17	415	16,8	390	24	360	25
RFL60	550	14	524	19,4	494	18,6	464	28,6
RFL65	590	14,9	560	20,8	530	22,5	500	30,6

 

Abb. 3: Fotos der luftgekühlten ATEX-Kompressor-Anlage RFL30

 

 

Wassergekühlte Kompressoren

Um mehr Verdichtungs-Wärme abführen zu können, müssen die Kompressoren für höhere Drücke mit Wasser gekühlt werden. Einstufige wassergekühlte Kompressoren werden für Drücke bis 4 bar verwendet. Für Drücke bis zu 10 bar bieten wir zweistufige wassergekühlte Kompressoren an.

Abb. 4: Innenansicht eines wassergekühlten Drehschieber-Kompressors. Die wassererfüllten Räume im Verdichter sind hier hellgrün lackiert.

 

Tab. 2: Kenndaten der einstufigen wassergekühlten Kompressoren für Biogas für den Ansaugzustand: 1,1 kg/m3, 30 °C, 1033 mbar,
Leistung = aufgenommene Wellenleistung
Druck-Angabe: Überdruck am Ausgang
Volumenstrom-Angabe: im Ansaugzustand

Typ	Motor-Drehzahl (UpM)	1 bar		1,5 bar		2 bar		3 bar		4 bar
		Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)	Vol.-strom (m³/h)	Leistung (kW)
R25	1450	258	7,9	247	10,4	230	12,6	207	16,2	179	19,1
R30	1450	323	10,4	312	13,9	295	16,3	266	19,7	238	25,5
R40	1450	408	12,8	391	15,8	368	18,8	328	23,6	290	29,4
R50	1450	520	16,8	503	20,8	480	24,7	435	32,5	-	-
R60	975	605	19,8	582	24,2	554	28,6	503	37,9	435	44,5
R70	975	720	21,7	702	26,7	668	32,6	600	42,3	531	53
R80	975	869	24,7	852	30,6	812	38	727	53	642	63
R100	975	962	31,6	944	38,5	925	44,4	875	60	812	70
R121	975	1145	37,6	1122	46	1100	52	1040	69	964	84
R160	735	1457	47,5	1431	57	1403	67	1326	87	1233	108
R180	735	1696	55	1662	68	1629	78	1541	102	-	-
R190	735	1896	62	1860	76	1821	87	1723	114	-	-
R201	735	2187	71	2145	87	2100	100	1986	132	-	-
R250	585	2317	77	2273	93	2228	106	2106	139	-	-
R300	585	2897	96	2842	116	2784	133	2630	174	-	-
R400	485	3694	120	3620	147	3545	170	3350	222	-	-
R500	485	4807	157	4710	192	4610	221	4360	289	-	-
R600	485	5657	186	5535	227	5420	261	5125	341	-	-

Die Kompressoren können je nach Anwendungszweck mit unterschiedlichen Bauteilen zusätzlich ausgerüstet werden. Die folgenden Abbildungen zeigen beispielhaft einige Varianten.

 

Abb. 5: Skizze einer wassergekühlten Kompressoranlage mit Gaskühler und Zyklonabscheider.

 

Abb. 6: Skizze einer wassergekühlten Kompressoranlage, wie oben, aber erweitert um einen Ölabscheider.

 

Abb. 7: Skizze einer wassergekühlten Kompressoranlage, wie oben, aber zusätzlich erweitert um einen Wärmetrockner, der eine nachfolgende Kondensation im Gasstrom weitgehend verhindert.

 

 

Abb. 8: Foto einer wassergekühlten ATEX-Kompressor-Anlage für Biogas

 

Kühlwasserversorgung

Wenn für den Betrieb eines wassergekühlten ATEX-Kompressors das Kühlwasser nicht dauerhaft zur Verfügung steht, kann ein geschlossener Kühlwasserkreislauf zusätzlich installiert werden.

Abb. 9: Geschlossener Kühlwasserkreislauf für eine wassergekühlte ATEX-Kompressor-Anlage.

 

Automatische Regelung

Solch ein Kompressor kann bei Bedarf automatisch geregelt werden. Man kann den Eingangs- oder Ausgangsdruck konstant halten oder den Volumenstrom. Die Förderleistung des Kompressors wird dabei über die Motor-Drehzahl oder ein Regelventil in einer Umlaufleitung angepasst.

Wenn Sie Interesse an solchen Kompressoren haben, fragen Sie bitte bei der GUT mbH an.